如右圖所示，兩足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L(zhǎng)，左端接有一阻值為R的電阻；所在空間分布有豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．有兩根導(dǎo)體棒c、d質(zhì)量均為m，電阻均為R，相隔一定的距離垂直放置在導(dǎo)軌上與導(dǎo)軌緊密接觸，它們與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)對(duì)c施加一水平向右的外力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．(已知導(dǎo)體棒c始終與導(dǎo)軌垂直、緊密接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g)
 
(1)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)體棒d開始滑動(dòng)；
(2)若在上述時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q，則此時(shí)間內(nèi)水平外力做的功為多少？
(1) 　(2)

試題分析：(1)設(shè)導(dǎo)體棒d剛要滑動(dòng)的瞬間，流過d的電流為I，c的瞬時(shí)速度為v
電動(dòng)勢(shì)①
流過d的電流         
②
d受到的安培力大小為
③
對(duì)d受力分析后，得
④
c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
⑤
綜合①、②、③、④、⑤并代入已知得
t＝⑥
v＝.⑦
(2)導(dǎo)體棒d上產(chǎn)生的熱量為Q，則整個(gè)電路上產(chǎn)生的熱量為
⑧
c發(fā)生的位移為
⑨
外力做的功為
⑩
由⑥、⑦、⑧、⑨、⑩并代入已知得
?
點(diǎn)評(píng)：做此類型問題的關(guān)鍵是對(duì)安培力的正確分析，安培力是連接電磁問題與力學(xué)的橋梁
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩根豎直放置在絕緣面上的金屬框架．框架的上端接有電容為C的電容器．框架上有一質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好無摩擦，棒離桌面高度為h.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與框架平面相垂直，開始時(shí)電容器不帶電．自靜止起將棒釋放，求棒從釋放到落到地面所需要的時(shí)間？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）．如圖所示，水平面上有一個(gè)動(dòng)力小車，在動(dòng)力小車上豎直固定著一個(gè)長(zhǎng)度L1、寬度L2的矩形線圈，線圈匝線為n，總電阻為R，小車和線圈的總質(zhì)量為m，小車運(yùn)動(dòng)過程所受摩擦力為f。小車最初靜止，線圈的右邊剛好與寬為d（d﹥L1）的有界磁場(chǎng)的左邊界重合。磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B�，F(xiàn)控制動(dòng)力小車牽引力的功率，讓它以恒定加速度a進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直至完全離開磁場(chǎng)，整個(gè)過程中，牽引力的總功為W。

（1）求線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，感應(yīng)電流的最大值和通過導(dǎo)線橫截面的電量。
（2）求線圈進(jìn)入磁場(chǎng)過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱。
（3）寫出整個(gè)過程中，牽引力的功率隨時(shí)間變化的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌豎直固定放置，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，其間距為L(zhǎng)=2m。在兩導(dǎo)軌之間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直導(dǎo)軌所在的豎直面水平向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m1=2kg，金屬棒cd的質(zhì)量為m2=1kg，ab和cd都與導(dǎo)軌垂直放置，且其長(zhǎng)度剛好都和導(dǎo)軌寬度相同，ab和cd的電阻之和為R=1Ω。開始時(shí)使ab和cd都靜止。當(dāng)ab棒在豎直面向上的外力作用下，以加速度大小為a1=1m/s2沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向上開始做勻加速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，cd棒也由靜止釋放。ab棒和cd棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終和導(dǎo)軌垂直，且和導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度為g=10m/s2。試求：

（1）當(dāng)cd棒沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向下運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2=2m/s2時(shí)，作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率；
（2）當(dāng)cd棒沿兩導(dǎo)軌所在的豎直面向下運(yùn)動(dòng)的速度最大時(shí)，作用在ab棒上的外力大小和回路中的總電功率。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，一正方形導(dǎo)線框邊長(zhǎng)為，質(zhì)量為m，電阻為R。從某一高度豎直落入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)寬度為d，且d>l。線框邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)線框的速度為__________。若線框邊剛要離開磁場(chǎng)時(shí)線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則線框在穿過磁場(chǎng)的過程中產(chǎn)生的電能為__________。（已知重力加速度為g）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，兩條平行導(dǎo)軌所在平面與水平地面的夾角為θ，間距為L。導(dǎo)軌上端接有一平行板電容器，電容為C。導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面。在導(dǎo)軌上放置一質(zhì)量為m的金屬棒，棒可沿導(dǎo)軌下滑，且在下滑過程中保持與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。已知金屬棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g。忽略所有電阻。讓金屬棒從導(dǎo)軌上端由靜止開始下滑，求:

（1）電容器極板上積累的電荷量與金屬棒速度大小的關(guān)系；
（2）金屬棒的速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖，矩形線圈abcd，質(zhì)量為m，ab長(zhǎng)L1，bc長(zhǎng)L2，總電阻為R，在豎直平面內(nèi)由靜止自由下落，其下方有如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，進(jìn)入磁場(chǎng)線圈就做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到離開磁場(chǎng)，則此過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q=                 ，線圈剛下落時(shí)，ab離磁場(chǎng)上邊界的距離h=              。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線圈指向紙里, a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形.設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長(zhǎng)，且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中  （     ）
A．線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流
B．線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流
C．線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcb
D．線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)燈泡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，小燈泡獲得的功率為P0，除燈泡外，其他電阻不計(jì)，要使穩(wěn)定狀態(tài)燈泡的功率變?yōu)?P0，下列措施正確的是 (　　)．
A．換一個(gè)電阻為原來一半的燈泡
B．把磁感應(yīng)強(qiáng)度B增為原來的2倍
C．換一根質(zhì)量為原來的倍的金屬棒
D．把導(dǎo)軌間的距離增大為原來的倍

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